Forskellige dyrkningssystemer øger ikke kulstoflagring sammenlignet med majs-sojabønner-rotationer

Integrering af flerårige afgrøder i majs- og sojabønnerotationer øger ikke konsekvent jordens evne til at lagre kulstof, ifølge en ny undersøgelse, der trodser forventningerne til, hvordan forskellige afgrødesystemer påvirker kulstofbinding.

Studiet, offentliggjort for nylig i det akademiske tidsskrift Agriculture, Økosystemer og miljø, sammenligner kulstoflagringsydelsen af ​​konventionelle majs-sojabønner-rotationer med dyrkningssystemer, der inkorporerer flerårige planter og små korn såsom havre. Diversificerede sædskifter beskytter vandkvaliteten og har andre miljømæssige fordele, men Michael Castellano, en professor i agronomi og medforfatter til undersøgelsen, sagde nylige eksperimenter viser, at forbedret kulstoflagring ikke nødvendigvis er blandt disse fordele. Disse resultater er i modstrid med en udbredt antagelse om, at at sætte flere rødder i jorden i længere perioder ville øge kulstofindholdet i jorden, sagde Castellano.

"Vi kan afvise hypotesen om, at i Iowa, diversificerede afgrødesystemer lagrer konsekvent kulstof bedre end majs-sojabønnesystemer, " han sagde.

Kulstoflagring i jorden har fået opmærksomhed i de senere år, fordi det kan spille en rolle i at afbøde klimaændringer. Atmosfærisk kulstof fungerer som en drivhusgas, men lagring af kulstof i jorden holder det ude af atmosfæren. Så forskere analyserer forskellige landbrugsproduktionsmetoder, der kan forbedre kulstoflagring.

Jordtype, vejret kan gøre en forskel

ISU-eksperimenterne involverede tre forskningsfarme i Iowa, hvor diversificerede sædskifter voksede sammen med majs-sojabønnesystemer i årevis ad gangen. Forskerne sammenlignede jordens kulstofindhold fra majs-sojabønnesystemerne med de diversificerede systemer og fandt ingen konsistente forskelle. Kun på én af de tre forskningsbedrifter havde diversificerede sædskifter større kulstof i jorden.

Resultaterne er i modstrid med forventningerne om, at de omfattende rodsystemer af stauder og dækafgrøder ville afsætte kulstof i jorden. Castellano sagde, at det er sandsynligt, at jordtypen, vejr- og miljøforhold spiller en nøglerolle i diversificerede rotationers evne til at øge jordens kulstof. Yderligere undersøgelse af, hvordan disse variabler påvirker hinanden, vil være nødvendige for nøjagtigt at forudsige, hvordan bedriftsledelsespraksis kan øge kulstoflagrene i jorden.

"Ikke al praksis fungerer alle steder, " sagde Castellano. "Vi har brug for bedre forudsigelighed i kulstoflagringspraksis. Vi skal vide, hvad der virker, og i hvilke sammenhænge det virker.«

De diversificerede dyrkningssystemer i eksperimenterne omfattede rotationer af majs, sojabønner, havre og lucerne. Disse rotationer afspejler de landbrugsmetoder, der var almindelige i Iowa i første halvdel af det 20. århundrede, før en majs- og sojabønnerotation blev det dominerende dyrkningssystem i staten. Disse diversificerede afgrødesystemer gav landmændene korn til at fodre hestene, der drev meget af datidens maskineri. Sædskifte, der kun omfatter majs og sojabønner, begyndte at dominere Iowa-landskabet senere, efterhånden som landbruget blev mere mekaniseret, sagde Castellano.

Men en ISU-forsker ved navn John Pesek forudså skiftet til majs-sojabønnesystemer og begyndte at eksperimentere med sådanne systemer i 1954 på en forskningsfarm nær Kanawha. Den forskningsgård, ved siden af ​​gårde nær Nashua og Marsden, leverede data til den aktuelle undersøgelse, og Peseks fremsyn banede vejen for Castellano og hans team.

"I 1954, hvis du fortalte en landmand, at majs-sojabønner-rotationer ville dominere Iowa, de ville have grinet af dig, " han sagde.